Машиностроение ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИИ

Вибрационные методы

В настоящее время широкое распро­странение получили вибрационные мето­ды интенсификации технологических процессов. Применяемые при этом виб­рационные машины и инструменты чрез­вычайно разнообразны: от ручных вибра­ционных инструментов для механической обработки деталей и сред, вибрационных насосов и инжекторов до много­функциональных вибрационных транс - портно-технологических агрегатов для переработки пород и материалов. Особый интерес представляют вибрационные микро - и наномашины, рабочий орган ко­торых способен перемещаться с микрон­ной точностью. Такие устройства находят применение при прецизионном позицио­нировании деталей на сборочных операци­ях, в медицинских манипуляциях, при ра­боте с биологическими объектами [1-3].

Источником вибрации таких машин часто является инерционный дебалансный вибровозбудитель, оснащенный электро­двигателем постоянного тока, который имеет ограниченную мощность и относит­ся к классу приводов с «неидеальными» источниками энергии [4-8]. Для оптими­зации технологических параметров, осо­бенно в случаях обработки биологических объектов или объектов, требующих пре­цизионной точности, электропривод дол­жен быть регулируемым.

Взаимодействие рабочего органа машины и вращающейся части двигателя может вызывать ряд нелинейных эффек­тов в их динамике, поэтому машинные агрегаты с электроприводом следует рас­сматривать как электромеханические си­стемы, совместно решая уравнения ме­ханической и электрической частей. Ди­намике колебательных систем с деба-
лансным приводом от двигателя ограни­ченной мощности посвящены работы [9­13]. Например, в [9] представлены ре­зультаты исследований динамики инер­ционного вибровозбудителя, установлен­ного на рабочем органе, с учетом взаим­ного влияния асинхронного двигателя и механической колебательной системы.

При разработке и проектировании вибрационных машин и устройств необ­ходимо учитывать не только свойства механических и электрических узлов, системы управления, но и свойства взаи­модействующей с рабочим органом тех­нологической нагрузки [6, 14]. Однако вопросы этого взаимодействия как при переходных, так и при стационарных ре­жимах работы вибромашины изучены не­достаточно полно. Основная проблема заключается в адекватном описании рео­логических свойств технологической на­грузки (обрабатываемой среды) и их уче­те при моделировании динамики всей системы «привод-машина-среда». В свя­зи с этим цель настоящих исследований - изучение установившихся режимов дви­жения вибрационной системы с электро­приводом ограниченной мощности при учете взаимодействия рабочего органа с внешней средой.